聚氯乙烯生产中电石损耗问题及采取的措施

摘要：国内PVC市场中电石法聚氯乙烯占主导地位，电石消耗在生产成本中占比超75%，降低电石消耗对控制成本意义重大。本文针对电石单耗高及波动大的问题，依据《电石法聚氯乙烯电石损耗查定及技术要求》，通过资料查阅与现场调查，梳理电石损耗各环节并进行查定。从转化前的风化、运输与装卸损耗，到转化过程中的反应不完全、副反应损耗，明确了各环节损耗情况及原因。基于查定结果，从电石质量源头、风化控制、运输与装卸优化等方面制定控制措施，以提升电石消耗管理水平，降低损耗。

关键词：电石损耗；电石单耗；聚氯乙烯

目前，国内PVC市场中电石法聚氯乙烯占主导地位，电石消耗在生产成本中占比达75%以上，因此，降低电石消耗对企业有效控制PVC成本消耗意义重大。针对碱电石单耗高及波动大等问题，通过查阅相关资料及现场调查，梳理电石损耗所有环节并依据《电石法聚氯乙烯电石损耗查定及技术要求》对各工序电石损耗查定，根据电石损耗查定结果制定控制措施，从电石的质量源头、风化控制及生产工艺过程控制三方面采取有效的管理措施提升电石消耗管理水平。

1 电石损耗的查定过程

电石损耗的查定过程，核心在于精准量化实际生产中的电石消耗量并与理论需求量进行对比分析。首先，通过系统性地收集与计量投入乙炔发生工序的实际电石总量，并在同一生产周期内，持续、准确地测定关键指标——乙炔气的实际总产量；其次，基于电石水解的化学反应原理（如CaC₂+2H₂O→C₂H₂+Ca（OH）₂）及所用电石的平均发气量，计算出理论预期应产出的乙炔量；然后，通过对比理论乙炔产量与实际乙炔收率之间的显著差异，明确电石在转化为目标产物乙炔过程中的无效损耗程度；该损耗主要直接表现为乙炔收率的损失，其根源性关联在于乙炔发生工序的电石水解效率，主要反映了电石未能完全水解生成乙炔以及水解副反应消耗的问题[1]。

1.1 转化前电石损耗查定

1.1.1 电石风化损耗

电石在仓储过程中因长期暴露于潮湿空气中，会通过水解反应逐渐粉化失效，称为风化损耗。其核心查定方法为：分批次监测不同存储周期下电石的粒度变化与质量损失率，以量化粉化程度对可用率的侵蚀作用[2]。

选取不同仓库区域、不同粒度的电石批次，记录入库时间、初始质量及粒度分布；定期对同批样本进行筛分称重，测定残留有效电石的质量，具体数据如下表1所示：

1.1.2 电石运输与装卸损耗

电石在厂内转运（库房至发生器）及装卸（机械/人工操作）过程中，因物理碰撞、抛洒、粉尘逸散导致的不可回收损失，称为运输与装卸损耗。其核心查定方法为：分场景计量运输路径起点与终点的电石质量差值，并关联操作类型与设备参数。具体数据如下表2：

从上表2可以看到，不同运输与装卸方式的损耗率差异显著。其中，密闭气力输送凭借自动化密闭设计，损耗率最低，仅为0.1%，吨电石损失成本仅1.0元，是目前最经济高效的转运方式；而卡车长途运输因运输距离长、转运次数多且采用人工破袋卸料，损耗率高达5.2%，吨损失成本达52.0元，是损耗最严重的场景。露天堆场转运由于缺乏防护措施，抓斗抛洒导致损耗率达3.1%，也属于高损操作范畴[3]。这表明运输距离的增加、转运次数的增多以及非密闭式的装卸方式，是导致运输与装卸损耗升高的主要因素。

1.2 转化过程中电石损耗查定

1.2.1 反应不完全损耗

电石在乙炔发生器内未能充分水解反应，残留未反应的电石随渣浆排出，形成反应不完全损耗。查定方法为：连续采集发生器排出的电石渣浆，通过烘干、筛分分离出未反应的电石颗粒，称重计算其占投入电石总量的比例。具体数据如下表3：

由表3可知，流化床发生器因其搅拌速率更高，能使电石与水更充分接触，反应不完全损耗显著低于固定床发生器；同时，相同类型发生器处理小粒度电石时，未反应电石占比更低，说明适当破碎电石可提升反应效率。

1.2.2 副反应损耗

电石中的杂质与水发生副反应，消耗电石中的有效成分并生成无用产物，造成副反应损耗。查定方法为：通过化学分析测定电石中杂质含量，结合反应方程式计算副反应消耗的电石量。具体数据如下表4：

表4显示，电石品位越低，杂质含量越高，副反应损耗率也随之上升。当电石发气量从300L/kg降至240L/kg时，副反应损耗率从1.5%增至4.5%，吨电石损失量增加30kg，表明电石纯度是影响副反应损耗的关键因素。

2 电石损耗的控制措施

2.1 电石质量源头控制

针对副反应损耗与反应效率问题，建立严格的电石入厂检验标准：优先采购发气量≥280L/kg、CaS≤1.5%、Ca3N2≤1.0%的高品位电石，并与供应商签订质量协议，明确杂质超标时的扣罚条款。同时，在采购合同中约定电石粒度要求（50-80mm占比≥70%），减少过小粒度电石在运输和存储中的风化损耗。

2.2 风化控制措施

基于表1中电石粒度与存储周期对风化损耗的影响，实施分级仓储管理：对粒度<50mm的电石采用密闭钢仓存储，仓内设置除湿机，将相对湿度控制在50%以下，存储周期不超过10天；对50-80mm及>80mm的电石，采用带防雨棚的硬化堆场，堆放高度不超过3米，并用防水帆布覆盖，存储周期分别控制在20天和30天以内[4]。此外，建立电石先进先出的领用制度，通过扫码溯源记录每批电石的入库时间，优先使用存储时间较长的批次，减少长期存储导致的风化损失。

2.3 运输与装卸优化

针对表2中的高损场景，推行运输方式升级：将跨厂区卡车运输改为密闭气力输送系统，新铺设300米气力输送管道，使转运损耗率从1.8%降至0.1%；取消人工推车卸料，改用自动化皮带输送机，配备防洒漏挡板，将损耗率从2.5%降至0.5%[5]。对于必须进行的长途运输，采用密闭集装箱代替传统敞口卡车，并在集装箱内部铺设防潮垫层，将长途运输损耗率从5.2%控制在2.0%以内。同时，对装卸设备进行改造，在抓斗吊装处安装粉尘收集装置，减少粉尘逸散损失。

3 结论

本文通过对聚氯乙烯生产中电石损耗各环节的系统查定与分析，明确了电石在转化前的风化、运输与装卸环节，以及转化过程中的反应不完全和副反应环节均存在不同程度的损耗，且各环节损耗受多种因素影响。其中，电石质量、存储环境、生产工艺及操作方式是导致损耗的关键因素。

综上所述，通过对各损耗环节的精准把控和针对性措施的实施，能够有效降低聚氯乙烯生产中的电石损耗，提升企业的成本控制能力和市场竞争力，为电石法聚氯乙烯生产企业的可持续发展提供了有力支持。​

参考文献：

[1]庾宏斌，魏建东，邓建民.聚氯乙烯生产过程的电石消耗查定[J].中国氯碱，2023，（12）：9-13.

[2]马致昌，郭成军.氯碱配套聚氯乙烯装置降低碳排放的措施[J].中国氯碱，2023，（05）：46-48.

[3]田方方，熊新阳.PVC生产过程中电石损耗的查定及降低电石消耗的措施[J].中国氯碱，2022，（08）：13-16+46.

[4]邓建民，鲍文志，马生莲.乙炔生产过程影响电石消耗的因素及解决措施[J].中国氯碱，2021，（11）：10-13.

[5]王贵珍，王芸芸.乙炔发生单元电石单耗的降低[J].聚氯乙烯，2021，49（04）：44.